高爾夫球桿頭的製造方法
2023-05-17 08:44:51 2
專利名稱：高爾夫球桿頭的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種高爾夫球桿頭的製造方法。
背景技術：
大家知道，為了提高金屬制高爾夫球桿頭(以下簡稱「桿頭」)的強度和美觀程度，現在一般都進行各式各樣的熱處理和表面處理等(以下簡稱「改質處理」)，例如，對內面進行噴丸硬化處理，使壓縮應力殘留於內面(例如專利文獻1)，以及進行滲碳處理等(例如專利文獻2)。
大家還知道，金屬桿頭，尤其是具有中空構造的桿頭，最普通的製造方法是將兩種或兩種以上的部件焊接接合，部件材料種類不同情況下的焊接，因熔點不同，往往產生接合強度不足的現象。
另外，在桿頭設置開口，用FRP堵塞該開口部的高爾夫球桿頭也為人們所熟知(例如專利文獻3)。這是用FRP將開口部邊緣上下夾緊粘接而成的。
專利文獻1日本國特開2003-10366號公報專利文獻2日本國特開平6-261960號公報專利文獻3日本國特開2003-205055號公報一般認為，各種改質處理等的效果，多因加熱而消失，據本發明人的試驗查明，也有因焊接時產生的熱造成效果消失的情況。例如，噴丸硬化處理，雖然在被處理部件的表面附近會殘留壓縮應力，提高疲勞強度，但因焊接時產生的熱使得被處理部件高溫化，所以導致金屬組織再結晶化，使殘留應力消失。
發明內容
鑑於上述實際情況，本發明目的就在於提供一種桿頭製造方法，該方法是在進行改質處理之後，通過採用發熱在比較低溫領域的方法，進行接合等加工，以維持改質處理等的效果。
本發明是通過提供這樣一種桿頭的製造方法來解決上述課題的(權利要求1)，其特徵在於在由金屬構成、具有中空構造的桿頭中，形成了在杆頂部、杆底部或杆側部帶有開口的桿頭本體部之後，對杆面的內面進行噴丸硬化處理，然後堵塞該開口。因為在接近杆頂部、杆底部、杆側部的杆面部分，即杆面的周邊部也會受到很大的應力作用，所以若在這部分也施加噴丸硬化處理，效果會更好。在此情況下，最好是採用將杆面和杆面周邊部做成一體的杆面板。若在杆面和杆面周邊部之間存在焊接部，則噴丸硬化處理會對接合強度產生不良影響，會有在接合部得不到噴丸硬化處理效果之虞。
另外，本發明還通過提供一種用樹脂、FRP或者金屬制的蓋部件堵塞開口的如權利要求1記載的桿頭製造方法，解決上述課題(權利要求2)。
另外，本發明還通過提供一種蓋部件靠粘接、鑲嵌或者螺絲固定的手段來安裝的如權利要求2記載的桿頭製造方法，來解決上述課題(權利要求3)。
按照權利要求1～3記載的桿頭製造方法，可以獲得以下優異效果在成形工藝中施加的改質處理等的效果不會失去，工藝簡便，成本低廉，能製造出性能好、強度高和樣式美觀的桿頭。
圖1是在基於本發明木桿頭的桿頭本體上，安裝杆面部件和堵塞杆頂部的頂蓋部件之前的木桿頭的立體圖。
圖2是在桿頭本體上通過將杆面部件焊接而接合所成狀態的木桿頭立體圖。
圖3是杆頂部另一種開口形狀的立體圖；圖4是杆頂部二分割開口形狀的立體圖；圖5是杆底部開口的木桿頭立體圖；圖6是杆底部另一種開口形狀的立體圖；圖7是杆側部開口的桿頭的立體圖；圖8是利用杆頂部的開口部進行噴丸硬化處理情況下的概要說明圖；圖9是利用杆底部的開口部進行噴丸硬化處理情況下的概要說明圖；圖10是利用杆側部的開口部進行噴丸硬化處理情況下的概要說明圖；圖11是堵塞杆頂部開口的頂蓋部件的示意圖；圖12是安裝了頂蓋部件的桿頭的示意圖；圖13是利用杆頂部的開口部進行噴丸硬化處理的其他例的概要說明圖。
具體實施例方式
以下參照
本發明的實施例。
實施例1圖1是基於本發明桿頭的實施例，是由桿頭本體1和接合前的杆面板2以及頂蓋部件3構成的木桿頭的立體圖。包括杆面部4、杆頂部5、杆底部6、杆側部7和頸部8的桿頭本體1，其杆面部4以及杆頂部5的中央部開有大口，從杆面開口9及杆頂開口10，可以看見杆底部6以及杆側部7的內側面。杆面板2通過焊接，接合到桿頭本體1的杆面開口9上。桿頭本體1例如可採用鈦合金的精密鑄造製法形成。
圖2表示的是在上述桿頭本體1的杆面部4的杆面開口9上，採用雷射焊接、電子束焊接或鎢極惰性氣體保護電弧焊(TLG)接合了杆面板2的木桿頭，該杆面板2由具有Ti-13V-11Cr-3Al或Ti-15V-6Cr-3Al組成的鈦合金的壓延材料構成。通過對杆面板2使用比桿頭本體和其他部件更高強度的壓延材料，可以提高杆面部分的強度，而且有利於提高桿頭的反彈性及慣性力矩。
杆面板2的材料，除了上述之外，例如還可列舉Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al、Ti-15Mo-5Zr、Ti-15Mo-5Zr-3Al、Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr，Ti-22V-4Al等。
圖3及圖4表示的是設在桿頭本體1的杆頂部5的杆頂開口10為其他形狀的例子，開口形狀不限於圖1乃至圖4的例子，也可能是三分割、四分割的形狀。圖5及圖6是表示設於桿頭本體1的杆底部6的杆底開口11的形狀的例子。圖7表示的是在桿頭本體的杆側部7上開設了杆側開口12的例子。
利用設於上述桿頭本體1的桿頭開口10、杆底開口11或杆側開口12，從該開口部插入噴丸硬化裝置的噴嘴，從內面對桿頭本體1的杆面以及杆周邊進行噴丸硬化處理之後，把後述的蓋部件安裝到桿頭本體的開口部上。如圖1～7所示構造的木桿頭，都是能很好適用本發明的例子。
圖8是表示從設於杆頂部5的杆頂開口10插入噴丸硬化處理裝置的噴嘴13，在杆面和杆面周邊的內面，進行噴丸硬化處理時的狀態的桿頭本體1的概要說明圖，同樣，圖9是表示從設於杆底部5的杆底開口11插入噴嘴13，進行射擊噴丸硬化處理時的狀態的概要說明圖。圖10是表示從設於杆側部7的杆側開口12插入噴嘴13，進行射擊噴丸硬化處理時的狀態的概要說明圖。
圖11是用於堵塞設於桿頭本體1的杆頂部5的杆頂開口10的頂蓋部件3的立體圖。圖12是把頂蓋部件3安裝在桿頭本體1的杆頂開口10的桿頭外觀圖。蓋部件3是用碳素纖維交織的熱壓層疊法成形的複合材料。
噴丸硬化處理用的噴射材料需要使用比杆面部件硬度更大的材料。因為如果噴射材料硬度小，即使撞擊到杆面部也不會產生足夠的局部變形，所以不能讓壓縮應力殘留在杆面部件上。作為噴射材料的例子，可以使用高碳鉻軸承鋼SUJ2，而且直徑最好在1mm或1mm以上。另外，具有無定形組織的金屬也適於做噴射材料。因為硬度高，彈性範圍寬，不容易產生組成變形，所以能夠有效地讓壓縮應力殘留在杆面部件上，而且作為噴射材料的耐久性也好。
另外，噴射材料應使用無角形狀的材料，最好是使用球形物。使用有角的噴射材料，存在著對杆面內面產生新劃痕，再因該劃痕受缺陷效應影響而產生疲勞等的危險。因此，採用粒數少，交換容易，能得到光滑面的超聲波噴丸硬化處理是最有利的。氣體式噴丸硬化處理要使用大量昂貴的顆粒，而且長期使用，顆粒真圓度受到破壞，因而不能得到穩定的光滑表面。
如前所述，通過進行噴丸硬化處理，可以提高由殘留應力引起的疲勞強度，但是這種噴丸硬化處理的效果，一經加熱就會消失。加熱會導致金屬材料的再結晶化，由噴丸硬化處理產生的殘留應力將會失去，所以必須考慮採用杆面部達不到再結晶化溫度的成形手段。
杆面部件所用鈦合金的再結晶化溫度在250℃以上，所以採用至少可以在200℃以下加工的粘接來進行蓋部件的安裝。使用的粘接劑，例如是環氧樹脂系列的情況下，可使用範圍在150℃到0℃之間，即使是改性環氧樹脂粘接劑，也在200℃以下。採用超越溫度範圍的工藝所進行的粘接，很難得到足夠的粘接強度，加工作業性也差，故不適合。
另外，通過將裝在堵塞桿頭本體開口的蓋部件的接合面寬度，設定在15mm或15mm以上，從而能確保作為桿頭所需的足夠的接合強度，獲得所需的耐久性。
但是，如前所述在專利文獻3中，公示了一種把與蓋部件本體接合的接合部形狀分成兩股夾入的方法，但是為了確保接合所需要的面積，要做成夾入的形狀，會使得成形困難，成本變高。與此相反，本申請的發明，採用單純的平面接合部，而且為了得到足夠的接合面積，通過設置15mm寬的接合帶，使得成形容易、成本低廉，同時，又能確保足夠接合強度。
用在蓋部件上的材料，也可以使用與桿頭本體相同的金屬材料，但最好是採用比重比桿頭本體更低的材料。例如若使用採用碳素纖維做成的複合材料，就可使杆重變得較輕，也可將桿頭重心位置設置得較低，可增大桿頭的慣性力矩，也可增大桿頭體積，所以最合適。
另外，在蓋部件的複合材料中，可以在成為基材的碳素纖維中混入芳香族聚醯胺纖維(aramid fibers)，夾入芳香族聚醯胺纖維纖維的交叉層，混入加工成纖維狀的無定型合金箔。特別是，在杆底部6開設杆底開口11，在噴丸硬化處理之後，用蓋部件堵塞構成的情況下，為了確保在杆底部分有所需的耐久強度，採用複合了上述無定形組織的合金箔的類型為佳。
蓋部件可使用由注射成型得到的樹脂。在樹脂中也可混入ABS樹脂、聚丙烯樹脂、聚醯胺樹脂等的單體，也可混入玻璃纖維的碎片和粉體，既可以提高強度，還有可能通過使用單體，做成有透明性的外觀。
另外，還可以在蓋部件中使用金屬材料，尤其是如果在杆底部使用，可降低桿頭的重心位置，而且如果在杆側部使用，雖然可使重心位置變得更深，但是在和桿頭本體部接合中，最好避免採用焊接等伴隨高溫發熱的方法，而使用在溫度比較低的領域的粘接材料，或者採用鑲嵌、螺栓固定或者並用這些方法。
作為進行噴丸硬化處理的方法，不是將細長的噴嘴插入，也有通過粗管子，噴射出噴射材料的方法。在此情況下，因為管子粗，所以很難插入到與杆面背面碰撞，所以可以如圖13所示那樣，將管子彎曲。
以上記述了在高爾夫球桿頭的木桿頭上，施加噴丸硬化處理的實施例，但不用說，也可以使用雷射噴丸硬化處理等其他噴丸硬化處理手段，以及在鐵桿頭中也可以採用基於本發明的相同的方法，以製造出對杆面內面施加的改質處理效果不會消失的桿頭。
按照本發明的高爾夫球桿頭的製造方法，可提供性能優異、強度高和樣式美觀的高爾夫球桿頭和高爾夫球桿。
權利要求書(按照條約第19條的修改)根據第19條對權利要求範圍進行了補正(國際局2004年9月13日受理)1.一種高爾夫球桿頭的製造方法，其特徵在於，在由金屬構成的具有中空構造的高爾夫球桿頭中，形成在桿頭部或杆底部帶有開口的桿頭本體部之後，對杆面以及杆面周邊，從內面進行噴丸硬化處理，然後堵塞所述開口。
2.一種如權利要求1所述的高爾夫球桿頭的製造方法，其特徵在於，用樹脂、FRP或金屬制的蓋部件堵塞所述開口。
3.一種如權利要求2所述的高爾夫球桿頭的製造方法，其特徵在於，所述蓋部件用粘接、鑲嵌或螺絲固定的手段進行安裝。
權利要求
1.一種高爾夫球桿頭的製造方法，其特徵在於，在由金屬構成的具有中空構造的高爾夫球桿頭中，形成在桿頭部、杆底部或者杆側部帶有開口的桿頭本體部之後，對杆面以及杆面周邊，從內面進行噴丸硬化處理，然後堵塞所述開口。
2.一種如權利要求1所述的高爾夫球桿頭的製造方法，其特徵在於，用樹脂、FRP或金屬制的蓋部件堵塞所述開口。
3.一種如權利要求2所述的高爾夫球桿頭的製造方法，其特徵在於，所述蓋部件用粘接、鑲嵌或螺絲固定的手段進行安裝。
全文摘要
本發明是提供一種對具有中空構造類型的、且由金屬材料構成的木桿頭或者鐵桿頭的高爾夫球桿頭的杆面以及杆面周邊的內面，施加噴丸硬化處理，能使該處理效果不消失的工藝和製造方法。在具有中空構造的木桿頭或者鐵桿頭的高爾夫球桿頭中，採用利用設置在由金屬材料構成的桿頭本體的開口部，對杆面以及在必要的情況下對杆面周邊進行改質處理，並且不讓處理效果消失的方法，藉助用蓋部件堵塞開口部進行成形，以簡易低廉方法提供以往得不到的高性能的高爾夫球桿。
文檔編號A63B53/04GK1867380SQ200480030138
公開日2006年11月22日 申請日期2004年7月12日 優先權日2003年10月17日
發明者雙田武夫, 川瀨春男, 野中誠一, 佐佐木靖 申請人:丸萬株式會社